CN1245793A - 均苯四甲酸的生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种均苯四甲酸的生产方法,属有机化工领域。均苯四甲酸,英文缩写为PMA,是作为耐高温绝缘材料—聚酰亚胺的主要合成单体,广泛应用于航天、航空、机电和电子等领域,同时,也是重要的环氧树脂和聚酯树脂的固化剂及粉末涂料的助剂。本发明提供以均四甲苯或5－异丙基偏三甲苯为原料,单耗低、产品纯度高、收率高的一种新的均苯四甲酸生产方法。该生产方法中的所用催化剂具有较高的选择性,热稳定性和机械强度,可显著地提高催化剂负荷,提高均苯四甲酸收率,延长了使用寿命。
Description
本发明涉及一种均苯四甲酸的生产方法，属有机化工领域。
均苯四甲酸，英文缩写为PMA，是作为耐高温绝缘材料—聚酰亚胺的主要合成单体，广泛应用于航天、航空、机电和电子等领域，同时，也是重要的环氧树脂和聚脂树脂的固化剂及粉末涂料的助剂。目前，精制均苯四甲酸采用热气流携带法。该方法仅局限于以均四甲苯为原料，并且单耗高；产品纯度低，仅为96％，催化剂载体单一。
本发明提供单耗低、产品纯度高、收率高的一种新的均苯四甲酸生产方法。
本发明的具体生产方法是：
将均四甲苯或5-异丙基偏三甲苯为原料，经过汽化器在180℃～200℃的温度下汽化，与空气按0.0023～0.35∶1的体积比混合，进入装填有催化剂的列管式反应器中进行氧化反应，期间催化剂在450℃下用空气活化8-10小时，反应器与熔盐槽相连，加热反应或携带出反应放出的热量，生成高温反应气，经过换热器进入第一、二、三捕集器，进行分级捕集，并凝华成均苯四甲酸二酐的固体粗产品，尾汽进入水洗塔，将有机酸类吸收后，经水洗塔上部排放。
将一、二、三捕集器得到的粗均酐产品按粗酐∶水∶活性碳＝1∶4～6∶0.05～0.08重量比配比放入反应釜中，水解脱色，加热至85～95℃，搅拌一小时，进行热过滤，滤液放入冷却池，结晶，滤饼掺入煤中烧掉，滤液冷至室温离心甩干，得到含水量15-30％的均苯四甲酸，再经干燥，即得均苯四甲酸。
本发明所采用的催化剂由载体和活性物质构成。其中载体可以是α-Al2O3，也可采用SiC球形载体或环状载体。球形载体大小为φ4-6mm，环形载体大小可以是内径ID＝4mm、外径OD＝6mm、长度L＝6mm或内径1D＝4mm、外径OD＝7mm、长度L＝7mm。催化剂活性物质可以是两种(A和B)，A种由NH4VO3、TiCl4、Na3PO4、(NH4)2MOO3、H2C2O4、H2O组合物构成，其重量比例为：1∶0.04～0.05∶0.30～0.40∶0.04～0.1∶2～2.5∶5～5.5；B种由NH4VO3、TiCl4、(NH4)H2PO4、KOH、CSNO3、SiN、H2C2O4、H2O组合物构成，其克分子比例为：＝1∶0.20～0.35∶0.05～0.2∶0.05～0.1∶0.04∶0.08∶2.0～3.0∶35～40。
催化剂生产工艺：将按比例组成的活性物质配制成喷涂液，其方法是将蒸馏水和草酸放入釜中，搅拌升温至80-90℃，当草酸全部溶解后，溶液冷至50-70℃，慢慢加入偏钒酸铵，在温度75-85℃下，继续搅拌至偏钒酸铵全部溶解。加入磷酸三钠、钼酸铵或磷酸氢二铵、氢氧化钾、硝酸铯、氮化硅。冷至30-40℃，搅拌下慢慢加入四氯化钛，即配制成喷涂溶液。将载体放入转鼓内，升温至230-300℃，在转动下用喷枪均匀喷涂到载体上，活性物质增重5-10％。放入高温炉中，以100℃/小时的速度升温至450℃，恒温4小时，继续升温至500-580℃，恒温8-10小时，自然冷却至100℃，即可出炉，催化剂待用。
本发明所提供的均苯四甲酸的生产方法单耗低、产品纯度高、收率高，该生产方法中的所用催化剂具有较高的选择性，热稳定性和机械强度，可显著地提高催化剂负荷，提高均酐收率，延长了使用寿命。
具体实施例：
1、以均四甲苯为原料：
采用B种催化剂生产装置为150升，空速：4000升/升·小时、催化剂负荷70克/升·小时、反应热点温度430-450℃、熔盐温度380-385℃，均四甲苯投料量1750千克(均四甲苯含量＞95％)，均苯四甲酸产品：1087.38千克，即单耗为1.61吨均四甲苯/吨。
2、以均四甲苯为原料：
采用A种催化剂生产装置为466升，空速：3800-4200升/升·小时，催化剂负荷65克/升·小时，反应热点温度430-450℃，熔盐温度375-380℃，均四甲苯投量料：1357.25千克(均四甲苯含量＞95％)，均苯四甲酸：817.2千克，即单耗为1.66吨均四甲苯/吨。
3、采用5-异丙基偏三甲苯为原料：
采用A种催化剂生产装置为100升、空速：7000-8000升/升·小时，催化剂负荷70克/升·小时，热点温度：435-440℃，5-异丙基偏三甲苯165千克(含量＞65％)，均苯四甲酸产品69.38千克，即均苯四甲酸收率：42.05％。
Claims (3)
1、本发明提供一种均苯四甲酸生产方法，其特征在于以均四甲苯或5-异丙基偏三甲苯为原料，汽化后，与空气按0.0023-0.35体积比例混合，进入装填有催化剂的列管式反应器，在430℃-450℃下，催化氧化成高温反应气，经换热器，分级捕集器得到均苯四甲酸二酐的粗产品，将均苯四甲酸二酐的粗产品按粗酐∶水∶活性炭重量比为1∶4～6∶0.05～0.08加热至85～95℃，溶解、脱色、过滤、冷却至室温，离心甩干即得均苯四甲酸，再经于燥得到纯度＞98.5％的均苯四甲酸。
2、如权利要求1所述的均苯四甲酸生产方法，其特征在于催化剂由载体和活性物质组成，载体可以是α-Al2O3或SiC球型载体(φ5-6mm)或环状载体，其活性物质可由NH4VO3、TiCl4、Na3PO4、(NH4)2MOO3、H2C2O4和H2O组合物构成，其重量比例为1∶0.04～0.05∶0.30～0.40∶0.04～0.1∶2～2.5∶5～5.5；也可以由NH4VO3、TiCl4、(NH4)H2PO4、KOH、CSNO3、SiN、H2C2O4和H2O组合构成，其克分子比为1∶0.20～0.35∶0.05～0.2∶0.05～0.1∶0.04∶0.08∶2.0～3.0∶35～40。
3、如权利要求1所述的均苯四甲酸生产方法，其特征在于催化剂制备方法如下：按催化剂活性物质A、B种的配比制成喷涂液，在230℃-260℃下，喷涂到载体上，活性物质增重5-10％。喷好的催化剂放在高温炉内以100℃/小时加热至450℃，恒温4小时，继续升温至500～580℃，恒温8-10小时，自然冷却至100℃取出，即成催化剂。
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